SU1479821A2

SU1479821A2 - Устройство дл контрол линейных размеров

Info

Publication number: SU1479821A2
Application number: SU874296015A
Authority: SU
Inventors: Александр Борисович Лысов
Original assignee: Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии
Priority date: 1987-08-14
Filing date: 1987-08-14
Publication date: 1989-05-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности контрол - достигаетс за счет обеспечени равномерной скорости перемещени светового пучка. Излучение от источника света, например лазера, отразившись от системы плоских зеркал, падает на вращающуюс зеркальную призму. Отраженный от призмы пучок проходит через объектив, конструктивные параметры которого выбраны так, что выполн етс соотношение S_П=4F¹+3R/12F¹, где S_П - втора сумма Зайбел объектива, F¹ - фокусное рассто ние объектива, R - радиус вписанной в многогранник окружности, и с равномерной скоростью сканирует пространство контролируемых объектов. С помощью фотоэлектронного приемного блока регистрируетс врем прерывани пучка и определ етс контролируемый размер. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано , в частности в системах активного контрол диаметра проволоки и изделий волоконной оптики при их изготовлении .

Цель изобретени - повышение точности контрол путем достижени равномерной скорости перемещени светового пучка в пространстве контролируемого объекта.

На фиг. 1 представлена схема устройства , работающего с параллельным пучком лучей; на фиг. 2 - схема устройства , работающего со сход щимс пучком лучей.

Излучение лазера 1 системой плоских зеркал 2 и 3 направл етс вдоль оптической оси объектива 4. Пройд

объектив 4 цветовой пучок фокусируетс и попадает на грани вращающейс призмы 5. Отража сь от последней, световой пучок проходит в обратном направлении через объектив 4. Поскольку сферическа аберраци объектива 4 равна по величине и противоположна по знаку дефокусировке, вносимой вращающейс призмой 5, независимо от угла d поворота поспедней, световой пучок в измер емом пространстве , т.е. между объективом 4 и регистрирующей системой 6, перемещаетс параллельно самому себе и пересекает объект 7. Фотоэлектрическа регистрирующа система 6 формирует электрический сигнал, длительность которого пр мо пропорциональна размеру измер емого объекта 7.

4 1

СО 00

к

14)

314

Положение оси пучка в измер емом пространстве в зависимости от угла d

поворота призмы 5 представл етс функцией:

I f (d)sin6 f (d)sin2e(, d)

где d - угол поворота призмы 6j

6 - апертурный угол, равный 2о(; Ј (6) -- фокусное рассто ние объектива 4 дл луча, образующего с оптической осью угол 6. Дл достижени линейной скорости перемещени светового пучка в изме- р емом пространстве конструктивные параметры объектива должны обеспечивать изменение его фокусного рассто ни f (6) по закону:

f (6) f0 6/sin 6, (2)

где f Q - параксиальное фокусное рассто ние объектива 4. Величина f (б) может быть представлена как

14

S - втора сумма Зейбел , характеризующа кому объектива .

Продольна сферическа аберрациь объектива

AS1 -0,5foSroin26; (7)

где S .. - перва сумма Зейбел объек

тива, вычисленна в обратном ходе. Величина S j из услови компенсации

дефокусировки, вносимой вращающейс

призмой 5, равна

R

Г 4Г

(8)

Подставл это значение S r в равенство (7), получают

3S -0,125Rsin2 6,

(9)

25

С учетом последнего равенство (6) может быть представлено в виде

f(d) uL . (3) Замен в (2) f (6) его значением (3), получают

4f

6-sin sin 6

(4)

Равенство (4) представл ет собой условие, которому должен удовлетвор ть объектив 4 устройства с линейной скоростью перемещени светового пучка в измер емом пространстве.

Учитыва , что величины рабочих углов 6 невелики (,1), отступление ДЈ /Јц от услови синусов объектива 4 может быть представлено приближенным равенством

li d-62

(5)

В то же врем отступление йЈ /f 0 от услови синусов может быть пред- 50 ставлено как

4f as 1 „ ... Г- T + 2

(6)

. i

где Д5 - продольна сферическа

аберраци , соответствующа апертурному углу &;

s - -2 + 5 S 6-62 4f{,

(10)

30

Пренебрега величиной Ь7(,1) в знаменателе первого члена правой части равенства (10), получают

SLT

12f

(11)

5

0

5

0

5

Равенство (11) устанавливает взаимосв зь конструктивных параметров объектива 4 с размерами призмы 5, при удовлетворении которой в устройстве обеспечиваетс линейна скорость перемещени светового пучка в измер емом пространстве.

Выполнение лазерного измерительного устройства не только упрощает обработку и преобразование сигнала, вырабатываемого фоторегистрирующей системой , но и исключает ошибку измерени , вызываемую нестабильностью положени измер емого объекта 7 относительно оси.

Лазерное измерительное устройство (фиг. 1) использует дл сканировани параллельный световой пучок. Такого же эффекта (параллельного сканировани с линейной скоростью) можно достичь и при сфокусированном в измер емом в пространтсве световом пучке. Поэтому в устройстве (фиг. 2) зеркало 3 размещено между объективом 4 и призмой 5. В этом случае в

Фиг.1

фиг. г

Claims

Формула изобретения

Устройство для контроля линейных размеров по авт.св. № 1142732, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, объектив выполнен так, что его конструктивные параметры удовлетворяют _ условию э

с - o+_3R

- “Tzf;

где S,f - вторая сумма Зейбеля объекθ ' тива;

f - фокусное расстояние объектива;

R - радиус вписанной в многогранник окружности.

Фиг.1